基于多學科融合的中職電子技術基礎教學探索與反思

羅玉紅

作為中等職業學校，近幾年來，我校的主要任務是為高等職業院校輸送合格的生源，實現中高職銜接的貫通式教育。在與高職院校的合作辦學會議上，高職院校對中職學生的普遍評價都是：動手能力較強，但是綜合素質不夠高。主要體現在綜合運用所掌握的理論知識和技術能力不足，而且知識的遺忘度較高，往往在中職學習過的基礎專業課，到了高職還需要重新復習才能繼續進行更深層次的學習。

以上種種，引發了筆者對中職教學現狀的反思：我們在進行專業課的教學時，應該如何有效提高學生學習興趣，激發學習熱情，增強理論結合實際的能力，從而提高學生綜合運用知識的能力與技能？

一、電子技術基礎教學中存在的問題

電子技術基礎作為中等職業學校電子電氣類專業學生必修的一門重點專業課程，它是這些學生學習后續專業課的基礎。它的特點就是理論學習和實踐操作有機結合，兩者相輔相成，缺一不可。

由于電子技術基礎課程的重要性，全國很多的中職學校都開設了該課程。但現階段在實施課程教學過程中普遍存在的問題之一是：傳統教學是將課程內容分為獨立的知識點傳授給學生;作為學生，也將這些知識點和實操技能作為一個個獨立的內容進行掌握，而很少有機會將所有的知識點進行融會貫通，用于實踐。

我校學生在學習不同學科的電路時都會制作相應的電路以熟悉電路結構并測試相應的電路功能。學生的學習感受是：他們會制作并測試電路，至于這個電路在現實生活中有什么應用，他們完全沒有概念。以上的教學實際，激發了教師去思考：能否運用電子技術基礎中組合電路設計的教學概念，引導學生利用不同學科的電路進行組合設計，去實現一定的電路功能，從而促使學生將多學科的知識點進行融會貫通，化獨立的知識點為完整的知識體系，提高學生綜合運用知識的技能和能力。這就是多學科融合在中職電子技術基礎課程教學中進行教學探索的起點。

二、基于多學科融合的電子技術基礎教學模式選擇

既然是利用不同學科的電路進行綜合運用，那么采用何種電路，如何進行組合設計，組合設計遵循何種規律是首要解決的問題。在電子技術基礎數字電路部分的教學中有一個比較重要的知識點——組合邏輯電路的設計。其中提到了信息加工遵循了信號采集→功能處理→執行這一流程（如圖1所示）。這就提出了一個將電路進行組合設計的思路框架，在這個框架下，我們就可以選擇符合相應功能的電路進行組合以實現相應的信息加工過程。在以上理論支撐下，跨學科的電路得以進行組合運用，多學科融合的教學得以實現。

三、基于多學科融合的電子技術基礎教學應用實例——智能停車顯示電路的組合設計

智能停車顯示電路是我們日常生活中運用得比較多的一個電路，它通過安裝在停車位上的傳感器感應停車場的停車情況，并通過顯示屏顯示空車位的數量，以便管理人員和司機了解停車情況。

停車場一般使用PLC編程以實現以上功能，但是考慮到以上電路的整個信息加工過程符合了信號采集→功能處理→執行這一流程，因此在講到電子技術基礎的組合邏輯電路的設計時，選擇了這個案例作為設計任務，要求學生利用不同的電路進行組合設計以實現智能停車顯示電路的功能。

組合邏輯電路的設計這一教學內容主要是在職二下學期講授，考慮到這一階段的學生已經了解傳感器的工作原理;知道一般組合邏輯電路的設計過程;會分析加法器、七段譯碼顯示電路的工作原理：會安裝傳感器、加法器、七段譯碼顯示電路的獨立電路板;會對傳感器、加法器、七段譯碼顯示電路的獨立電路進行測試和使用。因此，在學習實踐中引導學生利用之前學習和實驗中制作并測試過的傳感器電路、加法器電路、七段譯碼顯示電路等三個電路，按照信息加工的流程進行連接以實現智能停車顯示電路的功能，之后引導學生利用物聯網技術將停車場的停車位信息在手機上顯示供用戶接收。其中原理詳見圖2。這其中涉及傳感器原理、電子技術基礎、物聯網技術這三個學科的內容。

具體整個教學實踐環節由課前、課中和課后三個部分組成，詳見圖3。

課前主要采用翻轉課堂教學模式，根據學生認知特點對教學內容進行分層，將學生可通過自主探究學習掌握的內容放置在雨課堂網絡平臺上供學生進行課前自學，平臺上有微課視頻、導學案，并配合以問題引領書，其中的問題是針對設計思路提出的，學生通過回答問題，初步形成設計思路。而教師通過平臺回收的答題數據確定課堂教學重、難點，以學定教，精準教學。

課中，主要采用混合式教學模式，在課堂教學中使學生明確利用傳感器電路、加法器電路、七段譯碼顯示電路實現智能停車顯示電路的設計思路，引導學生繪出三塊單元電路之間的連接圖。接著讓學生參照連接圖將這三個單元電路進行連接，測試傳輸信號，確保實現智能停車顯示電路的功能：根據停車數量，在七段譯碼顯示上顯示相應的數字。在這部分的課堂教學中，教師結合手機投屏技術在學生連接、測試的實踐過程中對學生進行點撥和指導;引導學生利用Circuitjs電子電路仿真實驗平臺的虛擬實驗判斷電路連接的效果以突破教學重點、難點;利用移動學習平臺為學生提供了評價、交流、總結空間，讓學生實現“做中學，學中做”。

課后，考慮到當前學生正在進行Arduino技術的學習，故布置作業：讓學生利用電子繪圖軟件Protel將三個電路的功能集中設計在一個電路中，并要求學生運用Arduino技術將剩余車位的信息顯示在用戶手機上。之所以將這部分任務作為課后作業是考慮到課堂教學的學時限制。這部分內容涉及電子CAD技術以及物聯網技術的跨學科應用。

四、多學科融合教學模式在電子技術基礎教學中的實施反思

通過多年在電子技術基礎教學中進行多學科融合教學模式的探索，筆者認為有以下幾個要點值得注意：

1.采用信息加工流程：信號采集→功能處理→執行，能將不同的電路進行組合設計以實現一定的功能，這為在電子技術基礎課程中實現多學科融合提供了一個模式和理論的支撐。

2.在教學實踐中采用了智能停車顯示電路這個在我們日常生活中得到廣泛應用的電路，這有助于提高學生學習的興趣，激發學習熱情，也讓學生了解到自己學過的電路只要運用得當就能實現多種可能。

3.線上線下混合式教學模式是對基于學科融合課堂教學的有效支持。由于課堂教學學時的限制，像智能停車顯示電路的組合設計這種學習實踐無法全部在課堂上開展，在多學科融合的教學模式下，學時少內容多的矛盾明顯存在，利用互聯網平臺，建立線上線下混合式教學模式是對課堂教學的有效支持。教師可以充分利用微信公眾號、“雨課堂”、慕課網等平臺，將課上無法展開或拓展的內容以文章或微視頻的形式推送給學生，對課堂教學內容形成補充，可有效提高教學效果。適合于通過線上平臺發布的內容包括：

（1）學習項目相關的背景知識。比如在上述學習案例中，可以在網絡學習平臺上以視頻、微課等形式向學生介紹智能停車顯示電路的工作過程、工作原理、信息采集過程等，讓學生在學習前對學習任務有全面的了解和認識。

（2）學習實踐中需要運用到的知識點的復習和梳理。學習實踐中涉及跨學科知識的運用，而這些知識點不一定是在同一時期、同一學科中獲得，為了綜合運用知識，有必要為學生提供復習和梳理知識的支持。

（3）綜合設計思路分析和指引。學生要完成學科融合的學習實踐，必須明確綜合設計的思路，在網絡教學平臺上可以讓學生在明確學習任務后回答問題引領書上的問題，而問題引領書中的問題是針對理清組合設計思路提出的，學生通過回答問題，初步形成設計思路;教師則通過平臺回收的答題數據確定課堂教學的重、難點，以學定教，精準教學。

（4）拓展類知識：與學習實踐相關的鄰近學科的知識，其他鄰近學科的最新應用。比如在本案例中，可以引入物聯網技術在智能停車顯示電路中應用的相關知識，進一步引發學生進行跨學科知識運用的思考，培養學生綜合運用知識的思路和習慣。

4.在本文案例中，現實應用中停車場的空車位數量一般是在顯示屏顯示，但是筆者引導學生使用Arduino技術實現信息在手機聯網輸出，這種變化有助于學生緊跟科技進步的步伐。

5.多學科融合的教學設計在“備教材”的同時也需要“備學生”。由于多學科融合的教學中涉及不同學科知識的運用，在進行教學設計之前需要了解學生是否有相關知識的儲備基礎;在教學時間的安排上應該與其他學科同步或在其他學科之后，以保證學生已具備融合學科的基礎知識。

6.多學科融合教學中，教師本身需要加強多學科知識的學習與融合運用能力。教師作為學生跨學科運用知識的引領者，在當前知識日新月異的時代背景下，教師必須樹立終身學習的理念，不斷學習，與時俱進，以保證教學中融合知識應用的前瞻性、準確性和專業性，做到要給學生一杯水，教師要有長流水。

以上是筆者在中職電子技術基礎中采用多學科融合教學的探索與反思。經過多年的實踐，筆者認為多學科融合教學模式通過讓學生綜合運用知識去完成在生活中能接觸到的實際應用，能有效提高學生學習興趣，激發學習熱情，增強理論結合實際的能力，可以提高學生綜合運用知識的能力與技能。線上線下混合式教學模式，可緩解課程學時少，內容多的矛盾。同時在實施過程中，堅持以實際應用為導向，橫向聯系不同學科的知識，可以減少學生對知識的遺忘度。

責任編輯 何麗華